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【摘要】继电保护技术的发展是电力安全发展趋势的一种必然选择，也是企业在供电过程中不可缺少的一种重要应用工程。该技术的运用必将随着电力的不断发展而提升。本文通过对几种常见的配电系统继电保护操作电源的技术经济性比较，分析了它们的优缺点，并对配电系统操作电源的选用提出了自己的看法。
【关键词】电力配网系统；操作电源；选用；继电保护
近年来，由于用户电气设备故障导致主网停运的现象时有发生，其中有一部份就是由于没有配置可靠、合适的操作电源导致继电保护不能正确出口所致。在近期的一座用户10kV变电站预试中，发现其蓄电池组直流系统由于长期疏于维护已经完全瘫痪。配电系统操作电源的合理配置已经成为亟待解决的问题。操作电源可以简单地分为直流操作电源和交流操作电源两大类。
1.直流操作电源
目前电力系统中常见的直流操作电源系统有以下几种：蓄电池组直流系统、硅整流电容储能直流系统和复式整流直流系统。
1.1蓄电池组直流系统
蓄电池组直流系统通过接于一次电路的硅整流装置对蓄电池组充电，蓄电池组在一次交流电源故障甚至完全消失的情况下仍能可靠工作，所以它是独立的电源系统，具有很高的供电可靠性。此外，蓄电池组输出电压平稳，容量较大，供电质量好。蓄电池组直流系统的主要缺点是价格昂贵、结构复杂，早期的蓄电池组运行维护工作量较大，但随着微机控制的免维护蓄电池组直流系统的出现，其运行维护工作量大大降低了，这种直流操作电源系统在整个电力系统中得到了十分广泛的应用，已经成为电力企业各发电厂和变电所的标准配置。
但是，很多电力用户尤其是中小型用户对蓄电池组直流系统的认可度不高，最主要的原因就是价格昂贵，他们需要的是经济、实惠、可靠的操作电源系统；此外，虽然免维护蓄电池组的运行维护工作量已经大大降低了，但对于技术水平普遍有限的用户电气运行人员来讲，仍需要加强培训才能胜任此项工作。所以，蓄电池组直流操作电源一般应用在一些大中型用户配电系统中，很少应用在中小型用户配电系统中。
1.2硅整流电容储能直流系统和复式整流直流系统
硅整流电容储能直流系统与复式整流直流系统省去了价格昂贵的蓄电池组，使造价降低，但结构仍然比较复杂，并且是非独立的电源系统，只适用于中、小型变电所中，应用较少，近年来新建的配电系统中几乎难觅踪影。
2.交流操作电源
交流操作电源又可分为交流电流操作电源和交流电压操作电源两种。
2.1交流电流操作电源
这类继电保护操作电源结构简单、动作可靠、投资很小、经济性好。但由于其最终依靠断路器过流脱扣线圈动作实现分闸，过流脱扣线圈的额定动作电流参数对保护能否可靠动作至关重要，而该脱扣线圈的额定动作电流一般为5A，也就是说TA二次电流必须达到5A以上保护才能动作，若继电保护的整定值恰在5A以下，就会出现继电器动作而脱扣器不动作的情况，此时保护将形同虚设，同时这类继电保护的动作时限较难精确整定，因此，上下级断路器的动作电流、动作时限配合变得较为困难，继电保护的选择性及速动性达不到要求限制了它的应用。所以，这类操作电源一般应用在断路器较少、接线简单的中小型用户配电系统中，同时，由于其简单可靠的特点，在电网10kV配电网柱上真空断路器中也广泛采用。
2.2交流电压操作电源
交流电压操作电源结构简单，一般从站用变压器或电压互感器二次侧引入电源，电压互感器的二次电压需经控制变压器变换成断路器操动机构及保护装置的额定电压。这种电源独立性差，往往依赖于一次系统的运行状态，可靠性不高，为提高供电可靠性，交流电源最好有两个，可采取站用变压器和电压互感器电源互为备用的方式，也可引入外接电源作为备用，两个电源之间通过接触器实现自动切换。下面介绍两类交流电压操作电源。
2.2.1不带充电储能装置的交流电压操作电源
这类操作电源只适用于系统正常运行或接近正常运行的情况，不适用于发生短路的事故情况。因为当发生短路时，整个系统母线电压都将下降，由电压互感器或站用变压器供给的操作电源电压降低，继电保护及断路器操作机构将无法正确动作，保护形同虚设。因此这类操作电源仅能提供正常运行状态下的分合闸电源、储能电源及信号电源，不能可靠实现事故跳闸。但它恰能弥补交流电流操作电源的缺点，所以一般在用户10kV及以下的中小容量变电站中，常常将这两类操作电源结合使用。
2.2.2带充电储能装置（UPS）的交流电压操作电源
近年来，交流不间断电源（UPS）在很多供电可靠性要求很高的场合广泛应用，如果在前述的交流电压操作电源系统中加入UPS装置，就能很好地解决供电可靠性的问题。以电压互感器、控制变压器、UPS等构成的交流电压操作电源示意图如图2所示。
这类操作电源要求合理选择UPS装置的容量，目前，低能耗的弹簧操动机构在10kV配电系统中广泛应用，对操作电源容量要求较高的电动操动机构已基本淘汰，所以，大中容量的UPS装置已能满足正常运行状态下的操作、储能及信号电源要求。在系统发生短路的瞬间，虽然UPS的输入电压降低，但由于其具备储能功能，输出电压在一定时间内尚能保持恒定，完全能满足继电保护正常工作及跳闸需要，所以，它能较好地解决操作电源供电可靠性的问题。另一方面，从图2可以看出，增加的投资仅仅是UPS装置的费用，这种操作电源系统的经济性较好；同时，UPS装置体积小，UPS甚至可以安装在高压开关柜内， UPS维护方便，它具备故障指示灯，如果损坏，更换方便，费用不高。
但是，由于UPS自身容量毕竟有限，限制了其在大中型配电系统中的应用，但带UPS的交流电压操作电源在中小型用户配电系统中不失为一个好的选择。（见表1）
3.总结
表1将上述几类操作电源从可靠性、经济性、易维护性、适用范围等几方面作一比较。从表1可以看出，蓄电池组直流系统已成为电力企业各发电厂和变电所的标准配置，同时适用于大中型用户配电系统；而带UPS的交流电压操作电源是值得推荐的操作电源，其在中小型用户配电系统中能得到较好应用。
【关键词】电力配网系统；操作电源；选用；继电保护
近年来，由于用户电气设备故障导致主网停运的现象时有发生，其中有一部份就是由于没有配置可靠、合适的操作电源导致继电保护不能正确出口所致。在近期的一座用户10kV变电站预试中，发现其蓄电池组直流系统由于长期疏于维护已经完全瘫痪。配电系统操作电源的合理配置已经成为亟待解决的问题。操作电源可以简单地分为直流操作电源和交流操作电源两大类。
1.直流操作电源
目前电力系统中常见的直流操作电源系统有以下几种：蓄电池组直流系统、硅整流电容储能直流系统和复式整流直流系统。
1.1蓄电池组直流系统
蓄电池组直流系统通过接于一次电路的硅整流装置对蓄电池组充电，蓄电池组在一次交流电源故障甚至完全消失的情况下仍能可靠工作，所以它是独立的电源系统，具有很高的供电可靠性。此外，蓄电池组输出电压平稳，容量较大，供电质量好。蓄电池组直流系统的主要缺点是价格昂贵、结构复杂，早期的蓄电池组运行维护工作量较大，但随着微机控制的免维护蓄电池组直流系统的出现，其运行维护工作量大大降低了，这种直流操作电源系统在整个电力系统中得到了十分广泛的应用，已经成为电力企业各发电厂和变电所的标准配置。
但是，很多电力用户尤其是中小型用户对蓄电池组直流系统的认可度不高，最主要的原因就是价格昂贵，他们需要的是经济、实惠、可靠的操作电源系统；此外，虽然免维护蓄电池组的运行维护工作量已经大大降低了，但对于技术水平普遍有限的用户电气运行人员来讲，仍需要加强培训才能胜任此项工作。所以，蓄电池组直流操作电源一般应用在一些大中型用户配电系统中，很少应用在中小型用户配电系统中。
1.2硅整流电容储能直流系统和复式整流直流系统
硅整流电容储能直流系统与复式整流直流系统省去了价格昂贵的蓄电池组，使造价降低，但结构仍然比较复杂，并且是非独立的电源系统，只适用于中、小型变电所中，应用较少，近年来新建的配电系统中几乎难觅踪影。
2.交流操作电源
交流操作电源又可分为交流电流操作电源和交流电压操作电源两种。
2.1交流电流操作电源
这类继电保护操作电源结构简单、动作可靠、投资很小、经济性好。但由于其最终依靠断路器过流脱扣线圈动作实现分闸，过流脱扣线圈的额定动作电流参数对保护能否可靠动作至关重要，而该脱扣线圈的额定动作电流一般为5A，也就是说TA二次电流必须达到5A以上保护才能动作，若继电保护的整定值恰在5A以下，就会出现继电器动作而脱扣器不动作的情况，此时保护将形同虚设，同时这类继电保护的动作时限较难精确整定，因此，上下级断路器的动作电流、动作时限配合变得较为困难，继电保护的选择性及速动性达不到要求限制了它的应用。所以，这类操作电源一般应用在断路器较少、接线简单的中小型用户配电系统中，同时，由于其简单可靠的特点，在电网10kV配电网柱上真空断路器中也广泛采用。
2.2交流电压操作电源
交流电压操作电源结构简单，一般从站用变压器或电压互感器二次侧引入电源，电压互感器的二次电压需经控制变压器变换成断路器操动机构及保护装置的额定电压。这种电源独立性差，往往依赖于一次系统的运行状态，可靠性不高，为提高供电可靠性，交流电源最好有两个，可采取站用变压器和电压互感器电源互为备用的方式，也可引入外接电源作为备用，两个电源之间通过接触器实现自动切换。下面介绍两类交流电压操作电源。
2.2.1不带充电储能装置的交流电压操作电源
这类操作电源只适用于系统正常运行或接近正常运行的情况，不适用于发生短路的事故情况。因为当发生短路时，整个系统母线电压都将下降，由电压互感器或站用变压器供给的操作电源电压降低，继电保护及断路器操作机构将无法正确动作，保护形同虚设。因此这类操作电源仅能提供正常运行状态下的分合闸电源、储能电源及信号电源，不能可靠实现事故跳闸。但它恰能弥补交流电流操作电源的缺点，所以一般在用户10kV及以下的中小容量变电站中，常常将这两类操作电源结合使用。
2.2.2带充电储能装置（UPS）的交流电压操作电源
近年来，交流不间断电源（UPS）在很多供电可靠性要求很高的场合广泛应用，如果在前述的交流电压操作电源系统中加入UPS装置，就能很好地解决供电可靠性的问题。以电压互感器、控制变压器、UPS等构成的交流电压操作电源示意图如图2所示。
这类操作电源要求合理选择UPS装置的容量，目前，低能耗的弹簧操动机构在10kV配电系统中广泛应用，对操作电源容量要求较高的电动操动机构已基本淘汰，所以，大中容量的UPS装置已能满足正常运行状态下的操作、储能及信号电源要求。在系统发生短路的瞬间，虽然UPS的输入电压降低，但由于其具备储能功能，输出电压在一定时间内尚能保持恒定，完全能满足继电保护正常工作及跳闸需要，所以，它能较好地解决操作电源供电可靠性的问题。另一方面，从图2可以看出，增加的投资仅仅是UPS装置的费用，这种操作电源系统的经济性较好；同时，UPS装置体积小，UPS甚至可以安装在高压开关柜内， UPS维护方便，它具备故障指示灯，如果损坏，更换方便，费用不高。
但是，由于UPS自身容量毕竟有限，限制了其在大中型配电系统中的应用，但带UPS的交流电压操作电源在中小型用户配电系统中不失为一个好的选择。（见表1）
3.总结
表1将上述几类操作电源从可靠性、经济性、易维护性、适用范围等几方面作一比较。从表1可以看出，蓄电池组直流系统已成为电力企业各发电厂和变电所的标准配置，同时适用于大中型用户配电系统；而带UPS的交流电压操作电源是值得推荐的操作电源，其在中小型用户配电系统中能得到较好应用。